注冊電氣工程師考試學習資料模電練習題增補

第2章練習題2-1如題2-1圖所示，已知E=5V，ui=10V，二極管D的正向壓降可忽略不計，試分別畫出輸出電壓uo的波形。(a)(b)題2-1圖2-1正確答案如題2-1解圖所示：（a）(b)題2-1解圖提示：(a)ui為正半周時:ui>E，D導通；ui<E,D截止。ui為負半周時，D截止。D導通時，uo=E；D截止時，uo=ui。(b)ui為正半周時:ui>E，D導通；ui<E,D截止。ui為負半周時，D截止。D導通時，uo=ui；D截止時，uo=E。2-2如題2-2圖所示，試求下列幾種情況下輸出端電位VY及各元件中通過的電流：（1）VA=10V，VB=0V；（2）VA=6V，VB=5.8V；（3）VA=VB=5V。設二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大。題2-2圖2-2正確答案是：（1）IDA=1mA,IDB=0；（2）IDA=0.41mA,IDB=0.21mA；（3）IDA=IDB=0.26mA。提示：（1）二極管DA優(yōu)先導通，則DB反向偏置，截止。(2)設DA和DB兩管都導通,應用結點電壓法計算VY,計算結果說明DB管也確能導通。（3）DA和DB兩管都能導通。2-3如題2-3圖所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ＝6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin＝5mA，最大功耗PZM＝150mW。試求電阻R的取值范圍。題2-3圖2-3正確答案是：。提示：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流IZM＝PZM/UZ＝25mA2-4有兩個晶體管分別接在電路中，今測得它們管腳的電位（對“地”）分別如下表所列：晶體管Ⅰ晶體管Ⅱ管腳123管腳123電位(V)43.49電位(V)-6-2.3-2試判別管子的三個電極,并說明是硅管還是鍺管?是NPN型還是PNP型?2-5電路和電路中場效應管的輸出特性如題2-5圖所示，分析當uI＝4V、8V、12V三種情況下場效應管分別工作在什么區(qū)域。題2-5圖2-6分別改正題2-6圖所示各電路中的錯誤，使它們有可能放大正弦波信號。要求保留電路原來的共射接法和耦合方式。題2-6圖2-7題2-7圖是集電極一基極偏置放大電路：(1)試說明其穩(wěn)定靜態(tài)工作點的物理過程；(2)設Ucc=20V，RC=10kΩ，RB=330kΩ，β=50，試求其靜態(tài)值。題2-7圖2-8在題2-8圖所示的放大電路中，設UBE=0.6V,β=40。試求：（1）靜態(tài)值；（2）電壓放大倍數(shù)；（3）放大電路的輸入電阻和輸出電阻。題2-8圖2-9在題2-9圖所示的源極輸出器中,已知UDD=12V,RS=12k,RG1=1M,RG2=500k,RG=1M。試求靜態(tài)值、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。設VG≈VS，gm=0.9mA/V。題2-9圖2-10在題2-10圖所示的差分放大電路中，β=50，UBE=0.7V，輸入電壓ui1=7mV,ui2=3mV。（1）計算放大電路的靜態(tài)值IB，IC及各電極的電位VE，VC和VB；（2）把輸入電壓ui1，ui2分解為共模分量uic1，uic2和差模分量uid1，uid2；（3）求單端共模輸出uocl和uoc2；（4）求單端差模輸出uod1和uod2；（5）求單端總輸出uo1和uo2；（6）求雙端共模輸出uoc，雙端差模輸出uod和雙端總輸出uo。題2-10圖2-11已知一個集成運放的開環(huán)差模增益Aod為100dB，最大輸出電壓峰-峰值Uopp＝±14V，分別計算差模輸入電壓uI（即uP－uN）為10μV、100μV、1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V時的輸出電壓uO。2-12題2-12圖所示簡化的高精度運放電路原理圖，試分析：（1）兩個輸入端中哪個是同相輸入端，哪個是反相輸入端；（2）T3與T4的作用；（3）電流源I3的作用；（4）D2與D3的作用。題2-12圖2-13如題2-13圖所示電路，已知二極管導通電壓UD＝0.7V，晶體管導通時│UBE│＝0.7V，T2和T4管發(fā)射極靜態(tài)電位UEQ＝0V，T2和T4管的飽和管壓降│UCES│＝2V，靜態(tài)時電源電流可忽略不計。試問：（1）T1、T3和T5管基極的靜態(tài)電位各為多少？（2）設R2＝10kΩ，R3＝100Ω。若T1和T3管基極的靜態(tài)電流可忽略不計，則T5管集電極靜態(tài)電流為多少？靜態(tài)時uI＝？（3）若靜態(tài)時iB1＞iB3，則應調節(jié)哪個參數(shù)可使iB1＝iB2？如何調節(jié)？（4）電路中二極管的個數(shù)可以是1、2、3、4嗎？你認為哪個最合適？為什么？(5)負載上可能獲得的最大輸出功率Pom和效率η各為多少？(6)試求T2和T4管的最大集電極電流、最大管壓降和集電極最大功耗；(7)為了穩(wěn)定輸出電壓，減小非線性失真，請通過電阻Rf在電路中引入合適的負反饋；并估算在電壓放大倍數(shù)數(shù)值約為10的情況下，Rf的取值。題2-13圖2-14OTL電路如題2-14圖所示：（1）為了使得最大不失真輸出電壓幅值最大，靜態(tài)時T2和T4管的發(fā)射極電位應為多少？若不合適，則一般應調節(jié)哪個元件參數(shù)？（2）若T2和T4管的飽和管壓降│UCES│＝3V，輸入電壓足夠大，則電路的最大輸出功率Pom和效率η各為多少？（3）T2和T4管的ICM、U（BR）CEO和PCM應如何選擇？題2-14圖2-15在題2-15圖所示的兩級放大電路中：(1)哪些是直流負反饋?(2)哪些是交流負反饋？并說明其類型；(3)如果RF不接在T2的集電極，而是接在C2和RL之間，兩者有何不同?(4)如果RF的另一端不是接在T1的發(fā)射極,而是接在它的基極，有何不同，是否會變?yōu)檎答?題2-15圖2-16判斷題2-16圖所示各電路中是否引入了反饋；若引入了反饋，則判斷是正反饋還是負反饋；若引入了交流負反饋，則判斷是哪種組態(tài)的負反饋。設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。題2-16圖2-17電路如題2-17圖所示：（1）合理連線，接入信號源和反饋，使電路的輸入電阻增大，輸出電阻減??；（2）若，則RF應取多少千歐？題2-17圖2-18為了獲得較高的電壓放大倍數(shù)，而又可避免采用高值電阻RF，將反相比例運算電路改為題2-18圖所示的電路，并設RF>>R4，試證：。題2-18圖2-19題2-19圖是利用兩個運算放大器組成的具有較高輸入電阻的差動放大電路。試求出uo與ui1、ui2的運算關系式。題2-19圖2-20為了用低值電阻實現(xiàn)高放大倍數(shù)的比例運算，常用一T型網(wǎng)絡代替RF，電路如題2-20圖所示。試證明題2-20圖2-21電路如題2-21圖所示，試證明uo=2ui。題2-21圖2-22在題2-22圖所示電路中，電源電壓為±15V，ui1=1.1V，ui2＝1V。試問接入輸入電壓后，輸出電壓uo由0上升到10V所需的時間。題2-22圖2-23已知題2-23圖所示各電路中的集成運放均為理想運放，模擬乘法器的乘積系數(shù)k大于零。試分別求解各電路的運算關系。題2-23圖2-24在下列各種情況下，應分別采用哪種類型（低通、高通、帶通、帶阻）的濾波電路：（1）抑制50Hz交流電源的干擾；（2）處理具有1Hz固定頻率的有用信號；（3）從輸入信號中取出低于2kHz的信號；（4）抑制頻率為100kHz以上的高頻干擾。2-25分別推導出題2-25圖所示各電路的傳遞函數(shù)，并說明它們屬于哪種類型的濾波電路。題2-25圖2-25正確答案是：利用節(jié)點電流法可求出它們的傳遞函數(shù)。在圖（a）所示電路中，故其為高通濾波器；在圖（b）所示電路中，故其為低通濾波器。2-26題2-26圖是用運算放大器構成的音頻信號發(fā)生器的簡化電路：（1）R1大致調到多大才能起振？（2）RP為雙聯(lián)電位器，可從0到14.4kΩ，試求振蕩頻率的調節(jié)范圍。題2-26圖2-26正確答案是：（1）R1≤1.5kΩ時才能起振。(2)振蕩頻率100Hz<f0<1kHz。提示：（1）電壓放大倍數(shù)按同相輸入計算，即，因為產生振蕩的最小電壓放大倍數(shù)為3，所以RF≥2R1。剛起振時，振蕩幅度小，不足以使二極管導通，這時RF=RF1+RF2=3kΩ；（2）當將RP調到最小時，fo最大；當將RP調到最大時，fo最小。2-27試用自激振蕩的相位條件判斷題2-27圖所示各電路能否產生自激振蕩，并說明哪一段上產生反饋電壓?(a)(b)題2-27圖2-27正確答案是：用電路中各點對“地”的交流電位的瞬時極性來判斷能否產生自激振蕩：（a）設基極（+）→集電極（－）→反饋線圈非接“地”端（－），反饋信號降低了基極電位，使Ube減小，故為負反饋，不能產生自激振蕩。反饋電壓由反饋線圈產生；（b）：設基極（+）→集電極（－）→兩電容之間（－）反饋信號降低了發(fā)射極電位，使Ube增大，故為正反饋，能產生自激振蕩。上面電容上的電壓為反饋電壓。2-28對題2-28圖所示電壓比較器：（1）求閾值電壓；（2）畫出傳輸特性；（3）若uI的波形如圖4.3（b）所示，試畫出輸出電壓uo的波形。題2-28圖2-28正確答案是：（1）V，V；（2）傳輸特性曲線如題2-28解圖(a)所示；（3）輸出電壓的波形如題2-28解圖(b)所示。(a)（b）題2-28解圖提示：當ui逐漸加大時，使uo從＋6V跳變?yōu)椋?V所需的閾值電平V當ui逐漸減小時，使uo從－6V跳變?yōu)椋?V所需的閾值電平V2-29電路如題2-29圖所示：（1）分別標出uO1和uO2對地的極性；（2）uO1、uO2分別是半波整流還是全波整流？（3）當U21＝U22＝20V時，UO1（AV）和UO2（AV）（即電壓平均值）各為多少？（4）當U21＝18V，U22＝22V時，畫出uO1、uO2的波形；并求出UO1（AV）和UO2（AV）各為多少？題2-29圖2-29正確答案是：（1）均為上“＋”、下“－”；（2）均為全波整流；(3)UO1（AV）＝18V，UO2（AV）＝－18V；（4）uO1、uO2的波形如2-29解圖所示；它們的平均值為UO1（AV）＝18V，UO2（AV）＝－18V。題2-29解圖提示：(3)UO1（AV）和UO2（AV）為UO1（AV）＝－UO2（AV）≈0.9U21＝0.9U22＝18V；（4）uO1、uO2的平均值為UO1（AV）＝－UO2（AV）≈0.45U21＋0.45U22＝18V2-30電路如題2-30圖所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ＝6V，晶體管的UBE＝0.7V，R1＝R2＝R3＝300Ω，UI＝24V。判斷出現(xiàn)下列現(xiàn)象時，分別因為電路產生什么故障（即哪個元件開路或短路）：（1）UO≈24V；（2）UO≈23.3V；（3）UO≈12V且不可調；（4）UO≈6V且不可調；（5）UO可調范圍變?yōu)?～12V。題2-30圖2-30正確答案是：（1）T1的c、e短路；（2）Rc短路；（3）R2短路；（4）T2的b、c短路；（5）R1短路。提示：考慮輸出電壓UO為：，其調壓范圍為。（3）若R2短路，則可知UO≈12V且不可調；（4）UO≈6V且不可調，說明；（5）因為輸出電壓可調，因此R2、R3正常，根據(jù)調壓范圍公式可知當R1短路時，會使UO可調范圍變?yōu)?～12V。第2章練習題答案與提示2-4正確答案是：晶體管Ⅰ：NPN型，硅管，1—B、2—E、3—C；晶體管Ⅱ：PNP型，鍺管，1—C、2—B、3—E。提示：NPN型：集電極電位最高,發(fā)射極電位最低，UBE>0；PNP型；發(fā)射極電位最高，集電極電位最低UBE<0。硅管：基極電位與發(fā)射電位大約相差0.6V或0.7V；鍺管：基極電位與發(fā)射極電位大約相差0.2V或0.3V。2-5正確答案是：當uI＝4V時，T截止；當uI＝8V時，T工作在恒流區(qū)；當uI＝12V時，T工作在可變電阻區(qū)。提示：根據(jù)T的輸出特性可知，其開啟電壓為5V，根據(jù)電路可知uGS＝uI。當uI＝4V時，uGS小于開啟電壓，故T截止。當uI＝8V時，設T工作在恒流區(qū)，根據(jù)輸出特性可知iD≈0.6mA，管壓降uDS≈VDD－iDRd≈10V，因此，uGD＝uGS－uDS≈－2V，小于開啟電壓，說明假設成立，即T工作在恒流區(qū)。當uI＝12V時，由于VDD＝12V，必然使T工作在可變電阻區(qū)。2-6正確答案是：（a）將－VCC改為＋VCC；（b）在＋VCC與基極之間加Rb；（c）將VBB反接，且在輸入端串聯(lián)一個電阻；（d）在VBB支路加Rb，在－VCC與集電極之間加Rc。提示：要使三極管正常放大，需要滿足發(fā)射結正偏、集電結反偏的條件，并且直流和交流信號不能被短路。2-7正確答案是：（1）穩(wěn)定靜態(tài)工作點的物理過程如下：溫度升高ICURCＵCEＵBEIBIC；（2）IB=0.024mA，IC=1.2mA，UCE=8V。提示：RC（IB＋IC）＋RBIB＋UBE=Ucc2-8正確答案是：(1)IB=0.04mA，IC=1.6mA，UCE=4V；（2）Au=－17.7；(3)ri=4.64kΩ，ro=2.19kΩ。提示：UCC=RC(1＋β)IB＋(RBI＋RB2)IB＋UBE＋(R’E＋R’’E)(1＋β)IB，題2-8解圖的微變等效電路為：題2-8解圖2-9正確答案是：VG=4V，UDS=8V，ID=0.33mA，Au≈1,ri=1.33MΩ，ro≈1.1kΩ。提示：VS≈VG=；求輸出電阻時，將輸入端短路(設信號源內阻很小,略去)，輸出端加一交流電壓（如接有負載電阻RL，則除去），可求電流，其中，可推得。2-10正確答案是：（1）IB=0.01mA，IC=0.5mA，UC=3.45V，UE=－0.798V，UB=－0.1V；（2）uic1=uic2=5mV，uid1=－uid2=2mV；(3)uoc1=uoc2=－2.39mV；(4)uod1=－uod2=－39.8mV；(5)uo1=－42.2mV，uo2=37.4mV；(6)uoc=0，uod=－79.6mV，uo=－79.6mV=uod。提示：(1)靜態(tài)時，ui1=ui2=0，RBIB＋UBE＋2REIE=6；UE=－6＋2REIE；UB=－RBIB；（2）uic1=uic2=(ui1＋ui2)/2，uid1=－uid2=(ui1－ui2)/2；(3)uoc1=uoc2=；(4)uod1=，uod2=；(5)uo1=uoc1＋uod1，uo2=uoc2＋uod2；(6)uoc=uoc1－uoc2=0，uod=uod1－uod2，uo=uo1－uO2。2-11正確答案是：uI（即uP－uN）為10μV、100μV、1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V時，uO分別為1V、10V、14V、14V、－1V、－10V、－14V、－14V。提示：集成運放工作在線性區(qū)時，輸出電壓uO＝AoduI；當AoduI超過±14V時，uO不是＋14V，就是－14V。2-12正確答案是：（1）u11為反相輸入端，u12為同相輸入端；（2）為T1和T2管的有源負載，將T1管集電極電流變化量轉換到輸出，使單端輸出差分放大電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出時的放大倍數(shù)；（3）為T6設置靜態(tài)電流，且為T6的集電極有源負載，增大共射放大電路的放大能力；（4）消除交越失真。2-13正確答案是：（1）UB1＝1.4V，UB3＝－0.7V，UB5＝－17.3V；（2）=1.66mA，=－17.3V；（3）應增大R3；（4）采用如圖所示兩只二極管加一個小阻值電阻合適，也可只用三只二極管。這樣一方面可使輸出級晶體管工作在臨界導通狀態(tài)，可以消除交越失真；另一方面在交流通路中，D1和D2管之間的動態(tài)電阻又比較小，可忽略不計，從而減小交流信號的損失；（5）4w，69.8%；（6）；(7)應引入電壓并聯(lián)負反饋，由輸出端經反饋電阻Rf接T5管基極，Rf≈10kΩ提示：(2)靜態(tài)時T5管集電極電流和輸入電壓分別為；（6）；(7)在深度負反饋情況下，電壓放大倍數(shù)。2-14正確答案是：（1）UE＝VCC/2＝12V；若不合適，則應調節(jié)R2；（2）最大輸出功率和效率分別為；（3）T2和T4管ICM、U（BR）CEO和PCM的選擇原則分別為：。2-15正確答案是：(1)RE1上有